nimonic 90是一種變形高溫合金，是一種基于 Ni-Cr-Co 的沉淀硬化類型。nimonic 90 可在高達 920°C 的溫度下使用。 在815-870的溫度下，具有較高的抗拉強度和抗蠕變性，良好的抗陽化和耐腐蝕性，在冷熱反復交替作用下具有高度的疲勞性。nimonic 90具有良好的加工和焊接性能。適用于制作航空渦輪發動機的渦輪盤、葉片、高溫緊固件、夾具、密封圈和彈性元件等。

以下是關于Nimonic 90鎳鉻鈷合金的化學成分、性能特點、執行標準及熱處理工藝的綜合解析：

一、化學成分

Nimonic 90是一種時效強化的鎳基變形高溫合金，其核心成分如下（質量分數/%）：

• 鎳（Ni）：余量（約53%~57%）

• 鉻（Cr）：18.0%~21.0%

• 鈷（Co）：15.0%~21.0%

• 鈦（Ti）：2.0%~3.0%

• 鋁（Al）：1.0%~2.0%

• 鐵（Fe）：≤1.5%

• 碳（C）：≤0.13%

• 其他元素：錳（Mn≤0.4%）、硅（Si≤0.8%）、硫（S≤0.015%）、磷（P≤0.02%），以及微量硼（B≤0.02%）和鋯（Zr≤0.15%）等。

關鍵元素作用：

• 鎳與鈷：基體元素，提供高溫穩定性與抗蠕變能力；

• 鉻：形成氧化膜（Cr?O?），增強抗氧化和耐腐蝕性；

• 鈦和鋁：形成γ'-Ni?(Al, Ti)強化相，實現時效硬化；

• 鈷：提升高溫強度和抗疲勞性能。

二、性能特點

1. 高溫性能

• 抗拉強度：在815~870℃下可達 820~1080 MPa（固溶處理后），高溫抗蠕變能力優異。

• 抗氧化性：在980℃以下能形成穩定的氧化膜，耐高溫氧化和燃氣腐蝕。

2. 機械性能

• 室溫抗拉強度：1234 MPa，屈服強度：807 MPa，延伸率：33%。

• 硬度：固溶處理后維氏硬度（HV）為280~390，時效后進一步提升。

3. 耐腐蝕性

• 對氯化物、低濃度堿液及高溫高壓水環境具有良好耐應力腐蝕破裂能力，適用于化工和海洋工程。

4. 加工與焊接性能

• 熱加工溫度：983~1177℃，需控制終鍛溫度≥950℃以防止晶粒粗化。

• 焊接性：支持惰性氣體保護鎢極電弧焊（TIG）和閃光對焊，焊后需固溶處理恢復性能。

三、執行標準

1. 國際標準

• 中國：GB/T 14992-2005（對應牌號GH90）。

• 美國：ASTM B637（棒材、鍛件）、ASTM B670（板材）。

• 歐洲：EN標準中的W.Nr. 2.4632。

2. 產品形態標準

• 棒材/絲材：WS9 7014-1996（彈簧用冷拉絲材）、WS9 7016-1996（冷拉棒材）。

• 板材/帶材：WS9 7086-1996（硬態）、WS9 7087-1996（軟態）。

四、熱處理工藝

根據不同產品形態和性能需求，熱處理流程如下：

1. 固溶處理

• 溫度：1080~1150℃，保溫時間依尺寸調整（如直徑≤3mm保溫1小時），空冷或水冷。

• 目的：溶解碳化物和γ'相，形成均勻奧氏體組織。

2. 時效處理

• 溫度與時間：750℃±10℃保溫4小時，空冷，促進γ'相析出以增強強度。

3. 特殊工藝

• 彈簧絲材：600℃±10℃保溫16小時或650℃±10℃保溫4小時，優化彈性模量。

• 硬態板材：700~725℃保溫4小時，空冷以平衡硬度和韌性。

五、應用領域

Nimonic 90廣泛用于高溫高應力環境：

1. 航空航天：噴氣發動機渦輪葉片、渦輪盤、燃燒室部件。

2. 能源工業：燃氣輪機高溫緊固件、彈性元件及核反應堆部件。

3. 化工設備：高溫爐管、反應器及耐腐蝕閥門。

總結

Nimonic 90通過鎳-鈷基體結合γ'相時效強化，實現了高溫強度、抗氧化性及加工性能的平衡。其嚴格的成分控制（如高鈷、鈦、鋁）和標準化熱處理工藝（固溶+時效）使其成為工況下的理想材料。具體工藝參數需參考產品形態及應用場景，例如渦輪葉片需優先高溫穩定性，而彈簧元件則需優化彈性模量。